Chuletas y apuntes de Física de Universidad

Clase 6: Geometría Solar y Arquitectura

Estudio de casos emblemáticos:

• Monasterio de los Benedictinos (1962): Martín Correa y Gabriel Guarda.
• Pabellón Nórdico (1962, Venecia): Sverre Fehn.
• Phillips Exeter Academy Library (1965): Louis Kahn.

Condiciones Climáticas

El movimiento de la Tierra se define por:

• Rotación: Movimiento contrario a las manecillas del reloj, completando un giro en 24 horas.
• Traslación: Movimiento alrededor del Sol en un año a una velocidad de 30 km/s.

Eventos astronómicos clave:

• Equinoccios: 0° (21 de marzo, otoño; 21 de septiembre, primavera).
• Solsticio de verano: 21 de diciembre (-23,5°).
• Solsticio de invierno: 21 de junio (23,5°).

Coordenadas Geográficas

Latitud (Horizontal)

La latitud mide el ángulo entre cualquier... Continuar leyendo "Geometría Solar: Fundamentos de Arquitectura y Trayectoria del Sol" »

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Resumen de Fórmulas y Conceptos Fundamentales de Física

Fórmulas y Relaciones Notables

• Presión (P): $P = F/A$
• Segunda Ley de Newton (Incorrecta en la notación original): $F = ma$ (Donde $m$ es masa y $a$ es aceleración)
• Velocidad (V): $V = D/T$ (Donde $D$ es distancia y $T$ es tiempo)
• Densidad ($\rho$ o D): $\rho = M/V$ (Donde $M$ es masa y $V$ es volumen)
• Índice de Masa Corporal (IMC): $\text{IMC} = \text{Peso} / \text{Altura}^2$ (Asumiendo unidades estándar)
• Frecuencia Cardíaca Máxima (FCMax) - Fórmula 1: $\text{FCMax} = 220 - \text{Edad}$
• Frecuencia Cardíaca Máxima (FCMax) - Fórmula 2: $\text{FCMax} = 207 - (0.7 \times \text{Edad})$
• Porcentaje de Grasa Corporal (%GC): $\%\text{GC} = (1.2 \times \text{IMC}) + (0.23 \times \text{Edad}

Energía Electrostática DE UNA Distribución DE CARGA

A partir de la definición de energía potencial electrostática de una carga, la energía potencial de una carga puntual qj en el campo de una fuente puntual qi es U = qjφi, donde φies el potencial en rj, donde se halla qj, debido a qi. El trabajo realizado para traer a qj desde el infinito hasta el punto rjen el campo de qise podría recuperar si permitíésemos a qi retroceder hasta el infinito, por tanto, también se puede escribir U = qiφj. En consecuencia la energía mutua del sistema de dos cargas se puede expresar por la relación simétrica: 

Consideremos una distribución discreta de N cargas, de la que se conoce tanto los valores de las cargas como sus posiciones. 

Podemos... Continuar leyendo "Fundamentos de la Energía Electrostática: Distribución de Carga y Densidad de Campo Eléctrico" »

Aerodinámica: definición

Aerodinámica: es la rama de la mecánica de fluidos que se ocupa del movimiento del aire y otros fluidos gaseosos y de las fuerzas que actúan sobre los cuerpos que se mueven en dicho fluido.

La atmósfera

La atmósfera: el avión se mueve en una masa de aire, la capa gaseosa que rodea la Tierra.

Composición aproximada: 1% vapor de agua y otros (0,07%), dióxido de carbono 0,03%.

Parámetros atmosféricos

• Presión atmosférica: P*
• Temperatura: T*
• Densidad: D* (d = m / v)
• Atmósfera tipo: ISA

P*: es la fuerza ejercida por el peso de una columna de aire sobre una cantidad de superficie, es decir, la fuerza de una columna de aire sobre un punto.

Efecto de la altitud en P, T y D

A mayor altura, menor presión atmosférica. La presión... Continuar leyendo "Aerodinámica y atmósfera: principios, fuerzas y superficies de control en vuelo" »

Conceptos Fundamentales del Momento de una Fuerza

• El momento de una fuerza crea la tendencia de un cuerpo a girar con respecto a un eje que pasa por un punto específico O.
• Mediante la regla de la mano derecha, el sentido de rotación está indicado por la flexión de los dedos y el pulgar se dirige a lo largo del eje de momento, o línea de acción del momento.
• La magnitud del momento se determina mediante M_O = Fd, donde d se denomina brazo de momento y representa la distancia perpendicular más corta desde el punto O hasta la línea de acción de la fuerza.
• En tres dimensiones, se usa el producto cruz para determinar el momento, es decir, M_O = r × F. Recuerde que r está dirigido desde el punto O hacia cualquier punto sobre la línea de acción

Principales magnitudes en corriente alterna

Frecuencia

Frecuencia: se define como el número de veces por segundo que se repite el intervalo mínimo de la señal o periodo. Se calcula como la inversa del periodo, y su unidad de medida es el hercio (Hz).

f = 1/T  (Hz, s^-1) o (ciclos por segundo)

Valores de una onda senoidal

• Valor pico o V_máx (Vmáx): representa la amplitud máxima de la señal.
• Valor pico a pico (Vpp): Vpp = 2 × V_máx.
• Valor eficaz (Vrms o Veficaz): se calcula con la siguiente fórmula para una onda senoidal:
  V_eficaz = V_máx / √2.
  Equivalentemente: V_eficaz = (1/√2) × V_máx = 0.707 × V_máx.

El valor eficaz es especialmente importante porque es el valor que nos indican los aparatos de medida (voltímetro, amperímetro, etc.)... Continuar leyendo "Corriente alterna: frecuencia, señales senoidales e impedancia eléctrica" »

Teoría de la Energía de Distorsión (Criterio de Von Mises)

Se produce el fallo en un estado multiaxial de tensiones cuando la energía de distorsión por unidad de volumen excede al valor de la energía de distorsión por unidad de volumen en el momento de producirse el fallo en un ensayo de tracción o compresión simple. Esta teoría predice la fluencia en un material dúctil con mayor precisión que las otras, basándose solo en el conocimiento de la tensión de fluencia del material.

Cuando las tensiones principales son iguales, el estado tensional es hidrostático. Como en este caso no hay tensiones tangenciales, tampoco habrá deformación angular ni distorsión, aunque sí un cambio de volumen. Particularizando la expresión de la energía... Continuar leyendo "Teoría de la Energía de Distorsión y Fundamentos de la Tensión Mecánica" »

Teoría de las Ondas Sísmicas

Piénsese en una onda acústica como aquella producida por el sonido (una onda P es equivalente). Tómese ahora una fotografía del movimiento. Para un instante particular de tiempo, la variación en función de la distancia x es continua:

Parámetros Espaciales

• Longitud de onda (λ): Es la distancia en el medio entre el principio y el final del ciclo, o entre los puntos correspondientes de los ciclos contiguos.
• Amplitud de onda (A): Es la distancia por encima o por debajo de la línea central de una onda. Cuanto mayor es la distancia, mayor será la variación de presión o la señal eléctrica.

Parámetros Temporales

Pensemos ahora en un receptor fijo en el espacio (p. ej., un micrófono) midiendo el paso de la misma... Continuar leyendo "Fundamentos de la Propagación de Ondas Sísmicas y Acústicas" »

Ondas Sísmicas Secundarias (Ondas S)

Las Ondas Secundarias (S) son ligeramente más lentas que las ondas P, por lo que llegan un poco más tarde a la estación de registro.

Su menor velocidad se debe a que la vibración se produce en el sentido perpendicular a la dirección de propagación de la onda.

La velocidad de estas ondas es directamente proporcional a la rigidez del medio: es menor cuando la densidad de las rocas es menor y mayor cuando el medio es más rígido. Es crucial destacar que las ondas S en ningún caso pueden atravesar fluidos.

Ondas Superficiales

Cuando las ondas P y S llegan a la superficie del terreno, se originan las Ondas Superficiales (R y L). Su acción conjunta es la responsable de los desastres producidos por los terremotos... Continuar leyendo "Fundamentos de la Propagación Sísmica: Ondas S, Superficiales y Aplicaciones en Exploración" »